Al estudiar los datos recopilados por la misión DART de la NASA que en 2022 envió una nave espacial para colisionar intencionalmente con la luna Dimorphos, el equipo científico de la misión descubrió nueva información sobre los orígenes del sistema binario de asteroides objetivo y por qué la nave espacial DART fue tan eficaz para cambiar la órbita de Dimorphos.

En cinco artículos publicados recientemente en Nature Communications, el equipo exploró la geología del sistema binario de asteroides, que comprende la luna Dimorphos y el asteroide progenitor Didymos, para caracterizar su origen y evolución y limitar sus características físicas.

"Estos hallazgos nos brindan nuevos conocimientos sobre las formas en que los asteroides pueden cambiar con el tiempo", dijo Thomas Statler, científico principal de Cuerpos Pequeños del Sistema Solar en la sede de la NASA en Washington. “Esto es importante no solo para comprender los objetos cercanos a la Tierra que son el foco de la defensa planetaria, sino también para nuestra capacidad de leer la historia de nuestro Sistema Solar a partir de estos restos de formación planetaria. Esto es solo una parte de la riqueza de nuevos conocimientos que hemos obtenido de DART”.

Olivier Barnouin y Ronald-Louis Ballouz del Laboratorio de Física Aplicada (APL) de Johns Hopkins en Laurel, Maryland, dirigieron un artículo que analizó la geología de ambos asteroides y extrajo conclusiones sobre los materiales de su superficie y las propiedades interiores. A partir de imágenes capturadas por DART y su satélite cúbico LICIACube, que lo acompañó (aportado por la Agencia Espacial Italiana, ASI), el equipo observó la topografía del asteroide más pequeño Dimorphos, que presentaba rocas de diferentes tamaños. En comparación, el asteroide más grande Didymos era más liso en elevaciones más bajas, aunque rocoso en elevaciones más altas, con más cráteres que Dimorphos. Los autores dedujeron que Dimorphos probablemente se separó de Didymos en un gran evento de desprendimiento de masa.

Existen procesos naturales que pueden acelerar la rotación de los asteroides pequeños, y cada vez hay más pruebas de que estos procesos pueden ser responsables de remodelar estos cuerpos o incluso de forzar la rotación de material de sus superficies.

El análisis sugirió que tanto Didymos como Dimorphos tienen características superficiales débiles, lo que llevó al equipo a postular que Didymos tiene una edad superficial de 40 a 130 veces mayor que Dimorphos, con una estimación del primero de 12,5 millones de años y el segundo de menos de 300.000 años. La baja resistencia de la superficie de Dimorphos probablemente contribuyó al impacto significativo de DART en su órbita.

"Las imágenes y los datos que DART recopiló en el sistema Didymos proporcionaron una oportunidad única para una mirada geológica de cerca de un sistema binario de asteroides cercanos a la Tierra", dijo Barnouin. "Solo a partir de estas imágenes, pudimos inferir una gran cantidad de información sobre las propiedades geofísicas de Didymos y Dimorphos y ampliar nuestra comprensión sobre la formación de estos dos asteroides. También entendemos mejor por qué DART fue tan eficaz para mover a Dimorphos”.

Maurizio Pajola, del Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) en Roma, y otros autores dirigieron un artículo en el que se comparaban las formas y tamaños de las distintas rocas y sus patrones de distribución en las superficies de los dos asteroides. Determinaron que las características físicas de Dimorphos indican que se formó en etapas, probablemente a partir de material heredado de su asteroide progenitor Didymos. Esa conclusión refuerza la teoría predominante de que algunos sistemas binarios de asteroides surgen de los restos desprendidos de un asteroide primario más grande que se acumulan en una nueva luna de asteroide.

Alice Lucchetti, también del INAF, y sus colegas descubrieron que la fatiga térmica (el debilitamiento y agrietamiento gradual de un material causado por el calor) podría romper rápidamente las rocas en la superficie de Dimorphos, generando líneas superficiales y alterando las características físicas de este tipo de asteroide más rápidamente de lo que se pensaba anteriormente. La misión DART fue probablemente la primera observación de un fenómeno de este tipo en esta clase de asteroides.

Un artículo dirigido por las estudiantes Jeanne Bigot y Pauline Lombardo, dirigido por la investigadora Naomi Murdoch de ISAE-SUPAERO en Toulouse, Francia, y sus colegas, determinó que la capacidad de carga de Didymos (la capacidad de la superficie para soportar cargas aplicadas) es al menos 1000 veces menor que la de la arena seca en la Tierra o el suelo lunar. Esto se considera un parámetro importante para comprender y predecir la respuesta de una superficie, incluso para desplazar un asteroide.

Colas Robin, también de ISAE-SUPAERO, y los coautores analizaron las rocas de la superficie de Dimorphos, comparándolas con las de otros asteroides de escombros, incluidos Itokawa, Ryugu y Bennu. Los investigadores descubrieron que las rocas compartían características similares, lo que sugiere que todos estos tipos de asteroides se formaron y evolucionaron de manera similar. El equipo también señaló que la naturaleza alargada de las rocas alrededor del lugar de impacto de DART implica que probablemente se formaron a través del procesamiento del impacto.

Estos últimos hallazgos ofrecen una visión más sólida de los orígenes del sistema Didymos y contribuyen a la comprensión de cómo se formaron estos cuerpos planetarios. Mientras la misión Hera de la ESA (Agencia Espacial Europea) se prepara para volver a visitar el lugar de la colisión de DART en 2026 para analizar más a fondo las consecuencias de la primera prueba de defensa planetaria de la historia, esta investigación proporciona una serie de pruebas de lo que Hera encontrará y contribuye a las misiones de exploración actuales y futuras, al tiempo que refuerza las capacidades de defensa planetaria.